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基于LabVIEW虚拟仪器技艺的指纹辨认报警体系设计

发布时间:2018-12-06 01:06:01 文章来源:未来智讯    
    基于LabVIEW虚拟仪器技艺的指纹辨认报警体系设计作者: 刘畅 李晓东 毕云峰   摘要:针对门禁、安防体系的安好性和报警的实时性需求,设计了一种基于指纹辨认技艺和MMS无线信息传输技艺的指纹辨认报警体系。体系以LabVIEW为平台,以ActiveX为控件技艺,兑现了对指纹采集仪的二次开辟应用,联合摄像头和和彩信模块兑现了指纹采集、辨认和危急环境下图像采集和彩信报警等功能。尝试了局证明,体系反响灵敏,事情不变靠得住。
  关头词:虚拟仪器; 指纹辨认; Biokey算法; MMS彩信
  中图分类号:TN911�34; TP31文献标识码:A文章编号:1004�373X(2012)04�0188�04
  
  Fingerprint identification and alarm system based on LabVIEW virtual instrument
  LIU Chang, LI Xiao�dong, BI Yun�feng
  (School of Mechanical, Electrical & Information Engineering, Shandong University, Weihai 264209, China)
  
  Abstract: For the requirements of security and real�time for the access control and security alarm system, a fingerprint identification and alarm system is designed, based on technologies of fingerprint indentification and MMS wireless information transmission. LabVIEW is taken as a platform in the system. The second time development and application of fingerprint instrument were realized with ActiveX technology. The functions of fingerprint acquisition and identification, as well as image acquisition and MMS alarm in dangerous situations were achieved in combination with camera and MMS module. The experiment results show that the system responds sensitively and works steady.
  Keywords: virtual intrument; fingerprint identification; Biokey algorithm; multimedia messaging service
  
  
  收稿日期:2011�08�17
  基金项目:山东大学威海分校教研基金资助项目
  (1050511420004)0引言
  今朝多见的门禁体系多选取机器式钥匙或射频IC卡作为身份辨认体式格局,因为他们具有易遗失,可伪造的弱点,已不克不及很好地餍足人们对其安好本能的要求。而为大大都安防报警体系所选取的声、光报警体式格局也不克不及实时记载下不法入侵者的图像,并即时发送给业主。针对上述安好性和实时性的不及,本文以LabVIEW软件为开辟平台设计的指纹辨认报警体系可以兑现身份辨认准入,危急环境下的摄影取证,彩信报警的功能,较好地解决了以上问题。
  1体系整体方案设计
  该体系由指纹采集仪、摄像头、GPRS彩信模块、谋略机和动作执行机构等局部组成。
  指纹采集仪选用美国DP公司的URU4000B指纹采集仪。该采集仪采集指纹图像,支撑Biokey算法。Biokey算法是一种急剧、正确的1∶1和1∶N指纹辨认算法,面向软件开辟商和体系集成商周全绽放,在使用Biokey进行指纹辨认时(2 000~6 000枚指纹),不必要对指纹议决姓名、PIN等预先分类就能够急剧轻快完成。
  图1体系整体布局框图彩信模块选取SIMCOM公司的SIM300。SIM300是一款三频段GSM/GPRS 模块,可在全球局限内的EGSM 900 MHz,DCS 1 800 MHz,PCS 1 900 MHz 三种频率下事情, 支撑数字、语音、短动静、彩信等功能, 支撑而且有完善的AT 下令。议决RS 232串口与谋略机相联贯, 用AT指令兑现与谋略机的数据收发。
  谋略机是体系的焦点处置、把握单位。体系事情时先由指纹采集仪采集许可的指纹图像形成指纹库,完成指纹挂号,然后采集外来指纹。若该指纹与谋略机中已挂号的指纹匹配,则发送开关量,触发执行机构;若指纹不匹配,则立即议决摄像头采集当前不法入侵者的图像,并议决GSM/GPRS模块发送彩信到指定的手机号码中,兑现对危急环境的准时报警。是以,体系的首要事情便是在谋略机平台上兑现指纹采集比对、图像采集和报警信息发送。
  2体系在LabVIEW软件平台的兑现
  体系在LabVIEW编程情况下设计兑现。LabVIEW是由美国NI公司研制开辟的一种专门面向测控范畴的图形化编纂说话,直观易学,编程效果高。体系的软件编程首要分为指纹辨认和彩信报警两个功能模块。个中,指纹辨认模块兑现指纹在谋略机上的采集挂号和比对,以摄像头和彩信报警模块兑现图像的采集和发送。
  2.1指纹采集和辨认
  URU4000B指纹采集仪供给了可供二次开辟用的软件开辟包Biokey SDK,它以ActiveX控件体式格局存在。本文行使LabVIEW挪用ActiveX控件,兑现指纹的挂号和比对。
  2.1.1ActiveX控件的注册和挪用
  ActiveX控件是ActiveX技艺的一种,它因此控件体例公布的一种软件模块。ActiveX控件首要蕴含的函数节点有属性、要领和事务,使用前必要将URU4000B的控件文件Biokey.ocx复制到c:\windows\system32体系目次中。点击Window体系下的“起点�运行”在对话框中输入下令“regsvr32 Biokey.ocx”,即完成对控件的注册。
  在LabVIEW中挪用Biokey.ocx控件的程序是:起首在前面板中创建“ActiveX容器”,创建好后在上面单击右键选择“插入ActiveX对象”,在弹出对话框的下拉列表中选择必要的Biokey.ocx控件即可完成操作。
  2.1.2指纹挂号
  在LabVIEW平台上完成对ActiveX控件的挪用后就需进行指纹的挂号和比对。挂号指纹的目的在于将以后许可议决的指纹模板挂号在谋略机中。挂号指纹的流程图如图2所示。
  起首挪用InitEngine()要领函数初始化控件,挪用CreateFPCacheDB()要领函数创建内存高速缓冲区;然后起点挂号,挂号枢纽首要蕴含一个要领函数BeginEnroll()和三个事务函数。对事务函数的设计是框图步骤的关头。事务在LabVIEW中以“事务回调注册”体例存在,同时还必要创建一个回调子VI来处置控件事务,当事务被触发时将运行回调VI。子VI的创建要领是右键单击“事务回调注册”节点的“VI引用”分支,然后选择“创建回调VI”。
  图2指纹挂号流程图回调子VI中蕴含必要传递出来的“事务数据”,必要把这些数据传递出来,关于回调事务数据的要领有许多,本文选择行使全局变量传递回调事务数据的要领。指纹挂号涉及到的三个事务函数离别是:OnImageReceived()为当指纹仪取到指纹图像时挪用该事务;OnFeatureInfo()为取得指纹初始特性,该函数的传递参数Quality表现该指纹特性的质量,它有三个可能值,0表现好的指纹特性,1表现特性点不敷,2表现其他缘故导致不克不及取到指纹特性;OnEnroll()为用户挂号指纹告终时挪用该事务,当该函数的传递参数ActionResult =true时,表现胜利挂号。行使这三个事务函数及其各自回调子VI编写的步骤如图3所示。这里选取轮回布局的缘故在于当前面板上“挂号指纹”按钮被触发后,必要关照步骤轮回运行期待按压指纹。当上述三个事务均被胜利触发后属性函数IsRegister函数值主动变为0,颠末取反操作后变为1,即可中止轮回。
  图3指纹挂号首要框图步骤轮回布局中止后,数据流流出轮回布局进来下一步操作。接着挪用GetTemplate()要领函数提取挂号到的指纹模板;挪用SaveTemplate()要领函数留存指纹模板;挪用AddRegTemplateToFPCahceDB()要领函数将提取到得指纹模板增加到已创建的内存缓冲区。个中fpcHandle为内存缓冲区的句柄,由之前创建的内存缓冲区的全局变量获得。到此为止即完成了指纹挂号。这局部步骤见图4。
  图4增加挂号的指纹模板到内存缓冲区2.1.3指纹的比对
  指纹比对的目的在于采集当前指纹,与已挂号的指纹模板做比对,即兑现体系的身份辨认,并发送开关量驱动后续功能模块。流程图如图5所示。
  图5指纹比对流程图起首将已挂号的全部指纹模板增加到内存缓冲区内。由于在挂号枢纽是按照工序号定名留存的指纹模板,以是在增加时能够用一个for轮回布局,轮回N次(N为挂号留存的模板个数)将全部模板所有增加进内存高速缓冲区。然后行使指纹仪采集当前指纹,此处程序与指纹挂号相差不大,同样是蕴含一个要领函数BeginCapture()和三个事务函数,只只是最终一个事务函数由OnEnroll()酿成了OnCapture()。再挪用IdentificationInFPCacheDB()要领函数,将当前指纹模板与指纹辨认高速缓冲空间fpcHandle中全部挂号模板进行特性点比对,在比对辨认过程中若是比对分数大于即是设定阈值Threshold,则以为比对胜利,不再缓和冲空间中残剩的指纹挂号模板进行比对,若是比对失败即指纹不匹配,则返回-1。
  本文在步骤指纹辨认胜利时(即IdentificationInFPCacheDB()函数返回值大于-1)议决串口向执行机构发送一个开关量00,驱动后续动作。LabVIEW步骤是行使VISA节点进行串口通讯的,由于在LabVIEW中兑现串口通讯很简略,故在此不再详细讲明,串口通讯的步骤框图见图6。
  
  图6串口通信步骤框图2.2摄像头图像采集
  若当到达法则的指纹辨认次数(好比3次)时指纹比对仍然失败,则触发体系报警。体系彩信报警必要先议决摄像头采集不法入侵者的图像,即谋略机挪用摄像头摄影。
  体系报警模块被触发时,名为“了局”的布尔量值发生变化,于是触发“报警”的事务布局,起点进来报警阶段。在这一阶段,起首议决LabVIEW挪用Ovfw.dll的函数要领节点:“CaptureToBitmapFile”,挪用摄像头摄影,并将图像留存为bmp格局,其步骤框图见图7。
  图7摄像头图像采集步骤框图2.3彩信发送
  这一局部完成图像和文字信息的打包,将彩信报警内容发送到指定的手机号码中。该局部议决RS 232串口经谋略机传送到SIM300模块中,再经该模块将报警信息实时发送出去。
  谋略机采集到图像后还需将图像转换成8位无标记整数类型(U8)的一维数组才气被彩信模块领受到。这局部功能同样必要在LabVIEW软件上兑现。是以起首在步骤中挪用“读取二进制文件”节点,以二进制体式格局读取图片,读掏出来的图片数据存放在一个一维数组内里,其步骤框图如图8所示。最终将图片数据从一维数组内里读掏出来,连同报警的文字内容,以AT指令体例议决串口授送给彩信收发模块,即完成彩信报警。
  3体系测试
  为检讨指纹辨认议决时体系发出的旌旗灯号,以51单片机把握继电器作为执行机构,当指纹辨认胜利,单片机领受到谋略机发出的开关量00时,驱动继电器吸合。
  将指纹采集仪议决USB口和谋略机相连,并议决串口离别将SIM300彩信模块和单片机与谋略机相连。开启LabVIEW步骤,注册挂号6个各异的指纹,然后用各异的手指作指纹辨认测试。离别窥察指纹比对胜利时执行机构的动作,以及指纹比对失败时彩信接管设备是否领受到报警彩信。一共测试50次,体系测试了局如表1所示。
  图8二进制体式格局读图片表1体系测试了局表次
  指纹比对胜利指纹比对失败数目2822摄像头摄影022彩信领受022继电器吸合280
  4结语
  本文选取多见的指纹采集仪,联合MMS无线信息传送技艺,行使LabVIEW虚拟仪器技艺设计兑现了具有安好性、实时性的指纹辨认报警体系。测试了局证明,体系运行优良,可以进行靠得住安好的指纹辨认和实时急剧的彩信报警。本文的立异点是将指纹辨认技艺与MMS信息传输技艺联合在一同,应用于安防报警体系中,解决了传统安防报警体系安好性和实时性不及的缺陷;基于LabVIEW软件平台以图形化编程说话兑现对Biokey SDK的二次开辟,以及图片文件的数字化传输,提议了一种全新的编程思绪。
  参考文献
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